Electronics 版 (精华区)

发信人: whynot (精诚所至，金石为开), 信区: Electronics
标  题: DSP软件向桌面和嵌入式系统挑战 
发信站: 哈工大紫丁香 (Sun Sep 19 15:22:15 1999), 转信

DSP软件向桌面和嵌入式系统挑战
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---- 单个数字信号处理（DSP）芯片曾经作为协处理器来实现滤波器算法。现在DSP技术
的发展已实现了多个复杂算法的并行。但是,这种功能的扩展也产生了新的问题，开发人
员发现，在DSP处理能力方面，当MIP和存储器的问题得到解决时，他们又面临着新的课
题，即如何来管理设计复杂的软件。
---- 如何合理地安排数据流程，使之在DSP的各执行单元间无冲突地顺利执行，仍是DS
P开发人员面临的一个非常重要的问题。由于设计的复杂性，将算法映射到DSP具体目标
硬件上时，尚不能采用高层次编程语言，必须使用汇编语言，并对器件的并行执行机制
有十分清楚的了解。而这种局限于汇编语言的编程设计,正是提高软件开发效率的瓶颈。

---- 90年代早期，嵌入式系统和桌面应用的开发人员曾面临相似的问题。当时为提高设
计效率而采用的方法现在仍可借鉴使用。一个短期的解决方案是由编程人员自己解决这
一问题。但是，编程人员相对短缺，而且DSP领域编程人员更为紧缺。在DSP开发时，可
以考虑采用非DSP专业的编程人员，但这些人员一般倾向于使用桌面和嵌入式应用的开发
工具。而DSP开发领域还没有类似的工具，这就阻碍了DSP应用的进一步推广。
开发相似，实质不同
---- 即使采用了上述的开发工具，DSP还具有不同于RISC和CISC的独特特征。DSP处理能
力不仅靠越来越快的时钟速率来实现，而且还依赖于并行处理结构的进一步采用。早期
的DSP仅含有单个多路器和累加器，由哈佛结构以及一些控制寄存器环路组成。而目前的
DSP处理器通常采用多个执行单元，每个执行单元都由算数逻辑运算单元（ALU），一个
多路器和累加器组成，而且这些执行单元可以并行执行。
---- 美国I.C.Com 公司在与西门子半导体公司的合作中，开发出了Carmel DSP，它通过
一个非常类似C的汇编语言来解决DSP开发面临的上述瓶颈问题。
---- I.C.Com公司VLSI设计副总裁Amnon Rom说：“我们的目的是使我们的汇编语言Car
mel尽可能地接近C语言。对DSP开发来说，减少开发过程中从浮点算法转换到固定点算法
，然后再到汇编语言程序所需的时间非常重要。通过将汇编语言与之一一对应，从而减
去了从C语言到汇编语言的开发步骤。”
友好易用的硬件系统
---- 美国ZSP公司采用易于编译的硬件系统来解决DSP开发中面临的这一问题。其硬件系
统包含一个正交指令集，一个透明状态机和一个流水线控制单元。其中流水线控制单元
是该结构的关键，它代替编程人员对DSP中的并行执行单元进行作业安排控制。通过分配
指令到硬件、解决数据和资源间的依存问题，从而将指令分组分配到DSP的各个并行执行
单元。这样减去了编程人员和编译器安排分配并行任务的负担。
---- ZSP公司提供一套完整的软件开发工具，让编程人员管理复杂的DSP编程任务。可以
通过命令行直接调用这一工具，或者通过使用Premia的Codewright编辑器。Codewright
是一个开发工作平台，通过它可启动其他应用程序。ZSP就是采用该平台来管理其Gnu编
译器、汇编器、链接器、仿真器以及调试工具。
---- Codewright开发环境进一步扩展，包括了设计项目目录管理功能，对项目可执行程
序的生成进行参数调整。针对基本的DSP软件开发，ZSP公司提供了一个完整的解决方案
。
---- 美国TI公司认为DSP未来的发展在于软件，并已经开始着手两项开发。首先，它将
Code Composer IDE的功能与DSP/BIOS和RTDX驱动程序进行集成，组成综合开发环境Cod
e Composer Studio。这是TI将其收购的GoDSP公司Code Composer DSP调试工具与Spect
ron的低档DSP操作系统进行统一集成的结果。其次，它建立了DSP软件模块的标准接口，
以便更好地重新利用现有的实现了的DSP算法。
---- TI公司认为，通过将一个汇编语言优化器集成到其Code Composer开发环境，从而
减少了对汇编语言的需要。据称该工具产生的编码的效率可达到手工调试的汇编语言的
80%。
---- 对DSP开发，每个MIP和存储器字非常珍贵，对这一资源的任何浪费都会影响项目的
进展，使之难以完成。但为了提高软件开发效率，也必须牺牲一些MIP和存储器
为了更好地开发
---- 对DSP开发，每个MIP和存储器字（Word）非常珍贵，对这一资源的任何浪费都会影
响项目的进展，使之难以完成。但为了提高软件开发效率，也必须牺牲一些MIP和存储器
。这些MIP和存储器资源是用在DSP内访问程序和数据转换方面，访问程序将DSP算法的内
部表达方式转换成共用的方式，以便进行通信。
---- TI公司提出的软件标准包含两个方面，一是处理目标硬件与主机的接口，另一方面
处理内部的API（应用程序接口）集，以提供DSP软件模块间的通信。在主机一侧，是Ac
tive X程序集，用来处理与目标硬件间的通信，并模拟目标器件的行为。这里主机接口
包括以下四个主组：项目服务器，编辑服务器，图象服务器和调试服务器。其中调试服
务器用来建立和维持与目标硬件间的通信。在目标硬件一侧，链接依赖于RTDX和DSP BI
OS。
---- Blue Wave Systems的产品经理Nick Keeling对Code Composer Studio表示很大的
兴趣，他说，通过这一产品，可以看到DSP软件开发步入成熟。这一进程是TI与其第三方
DSP板级开发商共同合作的结果，从Code Composer Studio开发的初期，第三方板级开发
商就积极地参与了进来。而这一参与使第三方厂商有能力对Code Composer Studio的功
能开展进一步开发。
---- Blue Wave Systems公司正对Code Composer Studio进行改进，使它能自动识别与
之相连的任何电路板，包括读取电路板上的配置信息，以及识别安装在电路板上的驱动
程序类型。该公司可提供这种电路板和改进后的具备自动识别功能的Code Composer St
udio开发环境。
---- Analog Devices公司的Visual DSP工具集与TI公司的Code Composer类似，但不包
括主机与目标硬件的链接。该工具支持其全部SHARC DSP系列产品。
---- Visual DSP是集成了IDE和调试器的一个项目管理工具。原码调试工作可在一个C语
言和汇编语言的混合环境中完成。同时调试工作可通过一个硬件仿真器在主机上进行，
也可直接在目标硬件上实现。
---- 目标器件接口数据流可通过中断的随机组合来仿真。并可在指定的地址范围内和地
址范围外设置观测点进行检查。这种功能使开发人员能更好地处理堆栈资源的下溢和上
溢。

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                 因一个词的力量
                 我重新开始生活
                 我生来就认识你
                 要把你称作
                           自由

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